大直径中深孔在桥梁爆破中的应用探讨.pdf

第2 8 卷第1 期 2 0 1 1 年3 月 爆破 B L A S T I N G V 0 1 ．2 8N o ．1 M a r ．2 0 l l D O I 1 0 ．3 9 6 3 ／j ．i s s n ．1 0 0 1 - 4 8 7 X ．2 0 1 1 ．0 1 ．0 2 4 大直径中深孔在桥梁爆破中的应用探讨 王守伟1 ，唐家明2 1 ．重庆市公安局，重庆4 0 0 0 2 3 ；2 ．重庆市万洲天城爆破公司，万洲4 0 1 1 4 7 摘要现阶段石拱桥、钢筋混凝土双曲拱桥，大多采用手风钻小直径炮孔爆破拆除。根据多座桥梁爆破 拆除工程实践，分析了大直径中深孔爆破拆除的可行性。得出了采用中深孔比常规小孔爆破法更安全、优 质、快速、经济。 关键词爆破拆除；大直径；中深孔；桥梁 中图分类号T U 7 4 6 ．5 文献标识码A 文章编号1 0 0 1 4 8 7 X 2 0 1 1 0 1 0 0 8 9 0 3 L a r g eB o r eD i a m e t e r - c h a r g ea n dM i d d l e d e e pH o l e E x p l o s i v eD e m o l i t i o nT e c h n o l o g yi nB r i d g e W A N GS h o u w e i l ，T A N GJ i a m i n 9 2 1 ．C h o n g q i n gM u n i c i p a lP u b l i cS e c u r i t yB u r e a u ，C h o n g q i n g4 0 0 0 2 3 ，C h i n a ； 2 ．C h o n g q i n gW a n z h o uT i a n c h e n gB l a s t i n gC o m p a n y ，W a n z h o u4 0 11 4 7 ，C h i n a A b s t r a c t A tt h i ss t a g e ．t h es t o n ea r c hb r i d g ea n dt h e 他i n f o r c e dc o n c r e t ed o u b l e c u r v a t u r ea r c hb r i d g ea r em o s t ． 1 yd e m o l i s h e db yd r i l l i n g 咖3 2 m mh o l e ．A c c o r d i n gt ot h ee x p e r i e n c eo fm a n yb r i d g e sd e m o l i s h e d 。t h ef e a s i b i l i t yw i t h l a r g ed i a m e t e rm i d d e e ph o l eb l a s t i n gi sa n a l y z e d ．I ti sr e s u l tt h a tt h em i d d e e ph o l eb l a s t i n gh a sm o r e e 1 1 3 u g e ，h i g h q u a l i t y ，r a p i d ，e c o n o m i c a lt h a nt r a d i t i o n a lm e t h o d s ． K e yw o r d s e x p l o s i v ed e m o l i t i o n ；l a r g eb o r ed i a m e t e r ；m i d ．d e e ph o l e ；b r i d g e 目前，在国际国内的桥梁拆除爆破中引，一般 都使用咖3 2 ～5 0m m ，小直径浅孔爆破作业方法。 此方法由于受多种因素的限制有很多弊病第一、爆 破安全性差 搭架子，高空、贴水面作业 ；第二、由 于钻孔多，速度慢，施工时间较长 一般几天，十几 天，或几个月 ；第三、高桩、礅爆破拆除须多次重复 作业才能完成；第四、水下无法施工，望水心叹；五、 耗用爆破器材较多 特别是雷管，一般几百、几千发 甚至上万发 ；六、起爆网路较复杂，容易出现线路 故障，准爆无法保障；七、造价高昂，代价亦高 一般 一座大桥爆破拆除需上百万或几十万 。 收稿日期2 0 1 0 0 9 2 5 作者简介王守伟 1 9 6 8 一 ，男。重庆市公安局工程师，主要从事爆 破安全技术管理工作， E - m a i l w u j i n g u i l 9 8 5 1 2 6 ．c o m 。 在2 0 0 8 年对三峡库区万州、开县的驸马、巴阳、 双凤、刘帅故理及长安大桥 如图1 进行大直径、中 深孔的实验性爆破，均取得良好效果。 1 爆破方案 这批桥梁爆破作业时都有一个共同点炮孑L 直 径咖 1 2 0m m ，炮孔深度L 0 ．8 1 2m ；在各个桥 的各跨拱顶打3 排炮孔 浅孔 L 0 ．8 1 ．2m ，在 各个桥的各拱基柱 距桥台最近处 打1 排中深孔 L 3 ．0 7 ．0m ，多跨拱在各中主礅各打l 排中深孔 L 9 ．0 1 3 ．0m ，用毫秒电雷管一次性加强定向抛 掷起爆。 2 爆破参数 以刘帅故理大桥为例刘帅故里大桥建于1 9 9 0 万方数据 爆破2 0 1 1 年3 月 年代，是开县赵家到刘帅故里的咽喉要道，属赵家镇 的标致性建筑，为三垮石礅石拱大桥，该桥全长 1 4 6n l ，垮度5 0m ，桥面宽1 2 ．0m 车行道7 ．0m ，两 边人行道2 ．5m ，拱厚0 ．9m ，拱上混凝土及垫层 0 ．6m ；左中礅高1 2n l ，基礅宽91 1 1 ，高3m ，厚 2 ．5m ，右中礅高1 0m ，宽9m ，高2m ，厚2 ．5m ，拱 顶最大净高1 1i n 。左礅水面仍然淹没在基礅1 ．0m 处，估计爆破工程量约62 0 0n 1 3 。 图1 典型中深孔爆破拆除桥梁 被爆体位于浦里河中，属三期水位拆除物，位于 1 7 5I l l 水位线上，下游8 0 0m 处已复建此桥，上游 5 0m 处正准备修工业园区垮河大桥，周围5 0 0m 范 围无任何永久重要构建筑，交通极为便利，大型风动 设备可直抵施工现场，因而本工程施工的最大难度， 是有1 1I l l 高的基礅的爆破作业。 采用大直径 西 1 2 0m m 炮孔，炸桥礅及拱、 基部分，使横梁自然塌坍解体的爆破方式。爆破时 采用微差多段、分段的装药方式进行分步、多处爆 破，使之结构失稳产生破坏。 2 ．1 机械钻孔 用1 台R H V 7 5 0 英格索兰空压机带1 台C M 3 5 1 潜 孔钻孔机械打孔，孑L 径西 1 2 0m ，孔深1 ．2 ～1 11 1 1 。 2 ．2 爆破参数的选择 由于现场无竣工图，根据经验估计石料强度较大， 我们采用超常规、高强度爆破，炮孔直径西 1 2 0m i l l ， 深度根据拱、肋、礅的有效高度布置炮孑L 的深度，每个 拱、拱基、暾的要害处打1 3 排钻孔。 根据经验及工程类比，我们确定3 个拱爆破缺 口为2 ．5 倍拱厚，即大于2 ．2 5m ，取2 ．4m ，因而打 3 排孑L ，排距l ，2m ，2 个礅中间各打1 排孔，强化装 药，抛掷爆破，拱基1 排断裂孔。 拱顶、拱基炮孔深度L 0 ．6 5 H 0 ．6 0m ；最小 抵抗线W 0 ．3 5 H 0 ．3 0m ；炮孔排距b 1 ．2m ；炮 孔间距口 1 ．0 ～1 ．5 b 1 ．2 1 ．8 m ，综合桥宽 取a 1 ．4m 。 其炮孔参数参数见表l 所示。 表1 炮孔布置参数表 2 ．3 装药量 炸药单耗g O ．4k g ／m 3 1 拱顶、拱基单孔药量按下式计算[ 4 ] G g a b 日K ’ 1 式中g 为炸药单耗，k g ／m 3 ；口为炮孔间距，m ；b 为 炮孔排距，m ；H 为炮孔深度，I n ；K ’为药量修正系数。 将各系数值代人公式得 G 0 ．4X1 ．4X1 ．2X0 ．9X1 ．8 1 ．0 8 9k g 为了便于施工、计数，取G 1 ．0 5k g 。 2 礅单孔药量 炮孔深度L 左 1 1 ．0i n ，L 右 1 0 ．0m ，最小抵 抗线W 0 ．5 D 0 ．7 5I l l ，炮孔间距1 7 , 1 ．8I l l 。 礅单孔药量公式 G g o D H K 7 r ’ 2 式中D 为礅宽，i n ；日为礅高；m ；∥为抛掷系数1 ．6 。 G 0 ．4X1 ．8 1 ．5x 3 ．0 x 2 ．0 1 ．6 1 0 ．3 7k g 为了便于施工、计数，取G 1 0 ．5k g 。 装药参数见表2 。 万方数据 第2 8 卷第l 期 王守伟，唐家明 大直径中深孑L 在桥梁爆破中的应用探讨 9 1 表2 装药参数表 2 ．4 装药方式 连续柱状中间装药，采用乳化条装；普通毫秒微 差电雷管、串并联网路起爆黄泥堵塞。 3 爆破结果分析 通过以上5 座桥梁的实验性爆破作业，认为由 于爆破技术的发展，大型钻孔机械 A T L S 、E N G - S U O N A 空压机，C M 3 5 1 、C L G 3 6 1 钻机 的应用，在各 种岩层中 无论水上、水下 ，进行高精度深孔作业 已毫无疑问，通过桥面钻孔，能够将药包布置在各个 “受力支点”，因而大直径炮孔是目前能安全、优质、 快速、经济爆破的唯一有效方法。 1 快捷常规爆破必须从下到上在河床 甚至 水下 ，在各个打孔处搭脚手架，打好眼后将药装 好，然后拆脚手架 其间还必须注意起爆网路 。一 般此项工作要数天，甚至数月，往往最高点 拱顶 还无法施工，即使施工也是向上打孔，难度极大；打 孔，撤设备又是数天至数月。大直径中深孔从设备 准备到成孔无论多大的桥1 2d 完成，打孑L 在桥 面，如履平地 以上5 座桥施工工期如表3 ；装药完 全在桥面，垂直孔装药、填塞快 包括长安大桥6m 水下爆破 。 表3 各座桥梁爆破施工工期表 2 安全打孔、装药全在桥面上进行，无须安全 防护，无须搭防护架、防护网，更不须安全梯等；当然 打孔精度要求高，一般为拱厚2 ／3 ，侧面抵抗线为最 小抵抗线的3 ～4 倍，加强抛掷飞石向桥下河床或水 面，深孔主礅垂直度要求高 一般不超过1 0c m 最 小抵抗线在桥面中心线方向，侧面抵抗线为最小抵 抗线的1 ～2 倍，爆破时桥面及桥体2 0m 范围内无 任何飞石。 3 高效常规爆破作业，高桥礅须打水平孔，成 孔慢，或2 ～3 再炸柱礅多次循环作业；深孔在桥面 一次快速到位，采取措施水下爆破部分亦无问题 长安大桥进行水下6m 爆破作业 。 4 爆破器材用量小此方法仅将各个桥的主雾 受力点作爆破作业区 拱柱、基 ，重点突破，不作无 用工，炸材用量少 如下表 ，笔者查阅有关资料，同 类有的桥梁用雷管几千上万发，炸药几百公斤至几 吨，此方法再大的桥不超过1t 药量；各桥梁爆破用 药量表见表4 。 5 起爆网路简单此方法由于用雷管少，在桥 面上进行常规爆破作业操作，用串并联可解决问题， 网络简单，易检查。 6 爆破成本低廉此方法用爆破器材少，安全 防护费低，不需特殊材料，辅助时间短，辅助费用低， 一般一座桥只需几万，几十万可完成。 下转第1 0 6 页 万方数据 爆破2 0 1 1 年3 ’月 一响顺势延时起爆，相邻两孑L 起爆间隔时间3 船。 3 受奥瑞凯地表雷管延期时间限制，排间延期 时间与传统1 1 0 璐左右相比有一定差距，选用电子 雷管后对排间延期时间进行优化。 4 根据施工过程中的补孔及孔间距变化适当 调整个别炮孔的延期间隔时间。 4 工程应用 4 ．1 工程概况 浙江半岛船业有限公司船坞围堰位于舟山市大 王脚板岛，由3 万吨级船坞围堰和5 万吨级船坞围 堰两部分连接而成，全长1 2 1n l ；围堰由钢筋混凝土 挡墙及岩坎构成，岩坎主要为凝灰岩和砾岩。围堰 北面临海，南面为正在建设的钢筋混凝土结构船坞， 3 万吨级船坞围堰西侧与坞体结构距离极近，最近 距离3m ，总拆除工程量2 90 0 0m 3 。 4 ．2 爆破效果 围堰爆破施工共钻孔7 3 2 个，其中深孔2 9 8 个， 累计钻孔延米48 7 9m ；安全防护用轮胎2 4 0 只、竹 笆33 0 0 片、毛竹l3 0 0 根、沙袋75 0 0 只；该工程采 用在围堰内侧钻缓倾斜孔方案、中间开口逐孔起爆 的爆破网路，共用炸药2 1t 、电子雷管l0 5 2 发。爆 后经检查，爆破效果完全达到设计和施工技术要求， 爆破振动、爆破飞石、爆破冲击波及涌浪未对周围设 施造成任何损坏。 5 电子雷管优化改进 通过本次工程实践，电子雷管在船坞围堰爆破 设计中可以从以下几个方面进行优化 1 雷管脚线耐磨性能需进一步加强。在装药 过程中，对雷管的脚线破损情况进行了检测，发现有 雷管发生短路，甚至有个别炮孔3 发雷管全部短路。 2 铱钵表及起爆器等软件系统还需进一步完 善。在支路及整个网路检测过程中出现过原本完好 的雷管检测不到的情况、多次检测结果并不完全一 致及甚至有时整个支路检测不到的情况，为确保电 子雷管起爆系统的可靠性，整个起爆系统软件还有 待进一步完善。 3 优化爆破参数的可能性。电子雷管起爆系 统是对传统起爆系统的一个变革，基于该新起爆系 统传统爆破参数有可能进行优化，其优化爆破参数 设计内容及方向值得同行业进行探讨。 4 干扰减振的可行性。电子雷管实现了延期 时间设置的随意性是实现干扰减振的前提条件，可 以根据爆破方式、地形地质条件、保护对象与爆破空 间位置等因素经过多次爆破找出爆破地震波传播规 律，通过设置合理的延期时间，实现波峰与波谷的叠 加，进而实现干扰减振。 5 提出电子雷管起爆网路的设计原则及设计 程序。以确保爆破效果最好为基础、爆破危害最小 为前提，制定电子雷管爆破网路设计原则及设计程 序，使爆破网路设计工作有据可依、爆破网路设计按 步骤有序进行。 6 开发电子雷管起爆网路设计软件及网路模 拟。变当前基于人工的爆破网路设计为基于计算机 的爆破网路设计，这样大大提高爆破网路的设计效 率及爆破前网路起爆的可视性。 参考文献 R e f e r e n c e s [ 1 ] 颜景龙．铱钵起爆系统的安全性分析与试用[ J ] ．工程 爆破，2 0 0 8 ，1 4 2 7 0 - 7 2 ． [ 2 ] 刘殿中，杨仕春．工程爆破实用手册[ M ] ．北京冶金 工业出版社，1 9 9 5 ． [ 3 ]冯叔瑜．城市控制爆破[ M ] ．北京中国铁道出版社，1 9 9 6 ． 上接第9 1 页 表4 各桥梁爆破用药量表 件、安全程度、施工工期、爆破成本上都优于完全采 用小直径炮孔爆破拆除方法。 [ 2 ] 4 结语 [ 3 ] 通过5 座桥梁中深孔爆破拆除实践表明，采用 这种炮孔形式对桥梁拆除是完全可行的。其施工条 E 4 ] 参考文献 R e f e r e n c e s 程康，孙亚飞，李潮雄，等．复杂环境下钢筋混凝土 双曲拱桥爆破拆除[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 3 7 1 ．7 3 ． 雷振，李彬，池恩安．钢筋混凝土双曲拱大桥深孔 爆破拆除技术[ J ] ．爆破，2 0 0 8 ，2 5 3 7 4 - 7 7 ． 曹跃，庞端根，杨昌生，等．大型石拱桥坍塌爆破拆 除[ J ] ．爆破，2 0 0 5 ，2 2 3 6 1 ．6 5 ． 谭雪刚，年鑫哲，贺五一，等．大孔径装药技术在高层建筑 物爆破拆除的应用探讨[ J ] ．爆破，2 0 1 0 ，2 7 3 5 1 - 5 3 ． 万方数据